DCM_BOOST功率因数校正_电路仿真_课程设计说明书.doc
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leadingcadres'awarenessofrightinplace,studythepartyConstitutionandpartyrules,seriesofspeechescanmakepropereffect.Partycadresto"two"leadbyexample,toleadbyexamplewemustchangeourmind,recognizingthat"two"isimportant.First,learntheCommunistPartyConstitutionPartyrules,learninglearningseriesimportantspeechbyGeneralSecretarycanenhancetheory.Withthe"thirdrevolution"theriseofrapidchangesinourlifearefeeling,theCommunistsshouldadheretothetheoryofconfidencewillcontinuetolearnfromthevoicesofthetimes,thetimes,inturn,willhavenewrequirementsforleadingpartycadres."Two"isthemostbasicmeaningofmembersallmasteringthecoretheoryandthemostadvancedweaponstheory,complementthespiritofcalcium.Secondly,theCommunistPartyConstitutionPartyrules,learninglearningseriesimportantspeechbyGeneralSecretarybeabletofirmlybuildtheideologicalfoundation.Undertheimpactofmultiplevalues,the"two"istohelpcultivateindependentjudgmentinnumerousmiscellaneousmultipleconcepts,sothatthemajorityconsensusofpartymembers,theimportantmagicweaponofthepartywiththeresonancefrequency.Finally,theConstitutionoftheCommunistParty,partyrules,learninglearningseriesimportantspeechcanstandcrowds,GeneralSecretaryposition.Now,somegrass-rootsworkinthe"theoldwaydidn'twork,hardwaycannot,thenewapproachwouldnot"phenomenon,sometimesduetoamassofpartymembersandcadresnotunderstanding,doesnotmeet.Infact,themass"convincing"and"identity"Behindarelikelytobepartymembersandleadingcadresthemselvesignoringbeliefsheld,resultinginlackofpersuasionandsenseofidentity."Two"isinfactguaranteedpartycadreswork,animportantprerequisiteforconvincingthemasses.Baconsaiditwell:
"practicalmencanhandleindividualmatters,butlookingatthewholeoperationglobally,butonlymancandotoknowledge."Givingup"two"effective,mustfirstraiseawarenessofleadingcadresofpartymembers,aspartymemberslearnrealresponsibility"toknow"to"music","good"changes,inparallelwiththeground,donotforgettoalsoanswertheantenna,drawcatchesonmeteorology,whichsitbetweenheavenandEarthwhichmeldstogetherthedreamsofpracticingCommunist.Memberscadresshouldin"twolearnado"inthebasedpostdocontributioninallmembersinthecarriedout"learnConstitutionPartyrules,andlearnseriesspeech,doqualifiedmembers"learningeducation,thisisfollowingpartyofmasslineeducationpracticeactivitiesand"threestrictthreereal"topiceducationzhihou,deepeningpartyeducationofandonceimportantpractice,ispromoted"threestrictthreereal"topiceducationfrom"keyminority"toallmembersexpand,andfromconcentratededucationtoregulareducationextendsofimportantinitiatives. Vastnumbersofpartymembersandcadresinthecourseoftwo,shouldbe
学号：
02
课程设计
题目
DCM-BOOST功率因数校正电路仿真
学院
自动化学院
专业
自动化专业
班级
自动化1102班
姓名
李文龙
指导教师
朱国荣
2014
年
1
月
2
日
课程设计任务书
学生姓名：
李文龙专业班级：
自动化1102班
指导教师：
朱国荣工作单位：
自动化学院
题目:
DCM-BOOST功率因数校正电路仿真
初始条件：
输入交流电源：
单相220V，频率50Hz。
要求完成的主要任务:
（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）
1、输入功率因数达到0.99。
2、输出直流电压：
400V，输出功率250W。
4、建立功率因数校正电路Matlab仿真模型或者saber模型。
5、进行仿真，得到交流侧输入电压电流波形。
时间安排：
课程设计时间为两周，将其分为三个阶段。
第一阶段：
复习有关知识，阅读课程设计指导书，搞懂原理，并准备收集设计资料，此阶段约占总时间的20%。
第二阶段：
根据设计的技术指标要求选择方案，设计计算。
第三阶段：
完成设计和文档整理，约占总时间的40%。
指导教师签名：
年月日
系主任（或责任教师）签名：
年月日
目录
摘要 1
1设计任务及要求 2
1.1初始条件 2
1.2主要任务 2
2功率因数校正的原理 3
2.1功率因数校正的必要性 3
2.2功率因数（PF） 4
2.3功率因数和谐波的关系 5
2.4改善开关电源功率因数及谐波问题的方法 5
2.5CCMBoost功率因数校正原理 6
2.6有源功率因数校正控制方法 7
3UC3854芯片介绍 10
3.1UC3854简介 10
3.2UC3854引脚功能概述 11
4功率因数校正电路原理图 14
5基于UC3854的PFC电路的仿真 15
5.1仿真模型的建立 15
5.2电路参数 15
5.3仿真结果及分析 16
小结思考 18
参考文献 19
本科生课程设计成绩评定表
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basedontheiractual,strivingtobe"learning"and"done"markers.Strengtheningtheoreticalstudy,beliefandfaith.Theoryisanactionguide,onlytheoreticalknowledgeinplace,tounity,actioncanconsciously.Constitutionisthefundamentallawoftheparty,partyrulesarepartymustfollowtheGeneralrules.StudyingandimplementingthepartyConstitutionPartyrulesandaseriesofimportantspeech,GeneralSecretary,isaguidetopersistinganddevelopingsocialismwithChinesecharacteristics,isabasicworkofstrengtheningtheparty'sconstruction,butalsoeachandeveryCommunistPartyMember'sobligationsandsolemnresponsibility.Theseimportantcontent,foreachparty,mustknowwouldbelievewilldoboth.WeGeneralSecretaryofthepartyConstitution,aseriesofremarkswith,andhold,graspthereal"learning"thatbasis,basedontheConstitutionspeaktoissue,inaccordancewiththeserieschangedtheproblem.Second,disciplinedinline,tobecomelaw-abidingmodel.Isnotnorules.Ifthereisnoirondiscipline,partymembersandcadreswillbecomeamess,itwillloseitsfightingstrengthandvitality,purityandnaturallymuchlessadvanced. By"two"education,partymembersandcadrestokeepthe"bottomline",notthemore"redlines",consciouslypracticethe"threeSuns"andconsciouslyactaccordingtotheConstitution,partyrules,remainsapoliticalforce,toperformpartyoath,atreeofitsownimage.Threeistheloyal,daretoplayandplaytopartymembers.LearningistheFoundation,isthekeytodevelopmentisthegoal."Two"mainobjectiveistoletthemajorityoftheplaytotheexemplaryroleofpartymembersandcadres,partyConstitution,partyrulestoexamine.Tousenewcriteriatoguideourbehavior.Througheducation,theidealandconviction,keepinmindthatmembership,learn,learn,learngoplayavanguardandexemplaryrole,thecouragetoplayas,andalwaysmaintainthepioneer,pioneeringandenterprisingspirit,andconstantlyimproveourowncapacityandlevelofservice,accordingtopositionsandmakecontributions.Heartschange,leadmorestrict"beganintheknow,knowasLukeSkywalker","two"activities,bequalifiedpartymembersbothastartingpointandendingpoint. Partycadresonlyopinions,Foundation,ConstitutionPartyrules,seriestobetteraddressoutsideinshape,"two"thisisState,leadingbyexample,toleadbyexampletobequalifiedpartymembersintheprocessofdoingthedeepandsolid,higherandmorestringent.Jobswithnewskills.Tobeaqualifiedpartymember,mostbasicelementisalwaysadvancedrequirementsthemselves,usingtheirpowertopushforwardthecauseoftheparty,thepeopleandthenation.Istotheleadingcadresofpartymembers,firstofallisbasedonthejob,dothepeopleintheheart.Thereisnotaslogan,butaimstobetterservethepeople,targetedeffortstoincreasethecapacity
摘要
当前单相APFC技术已完全成熟，应用到开关电源中可提高功率因数至0.98以上，成为许多开关电源的必备前级，应用日益广泛。
快速高效地设计出满足系统要求的APFC已成为工程技术人员必须面对的问题。
MATLAB强大的信号分析处理能力对高效地设计APFC及整定各个环节的参数带来了极大便利。
根据功率因数校正的原理和特点，建立了一种基于Matlab的功率因数校正电路的仿真模型，详细介绍了模型的建立过程并给出了具体的算法，最后对功率因数校正电路进行了参数仿真，并对建立的模型作了验证。
仿真结果表明，运用Matlab中的SimPowerSystems模块对复杂的电路进行仿真分析和研究，不失为一种准确、直观有效的方法。
功率因数校正PFC（PowerFactorCorrection）是治理谐波污染的一种有效方法。
论文介绍了有源功率因数校正（APFC）电路的工作原理。
该电路采用平均电流模型UC3854，它通过脉宽调制输出的一连串脉冲信号来控制电路中开关晶体管的导通与截止，从而将输入电流与输出电压的相位重新调整到同相状态，最终达到功率因数校正的目的。
仿真与试验结果表明，该Boost功率因数校正器设计合理，性能可靠，功率因数可达到0.99，而且与当今通用的PFC控制电路兼容。
关键词：
功率因数模型仿真校正
1设计任务及要求
1.1初始条件
输入交流电源：
单相220V，频率50Hz。
1.2主要任务
1、输入功率因数达到0.99。
2、输出直流电压：
400V，输出功率250W。
4、建立功率因数校正电路Matlab仿真模型或者saber模型。
5、进行仿真，得到交流侧输入电压电流波形。
2功率因数校正的原理
2.1功率因数校正的必要性
图1整流电路图
输入为单相交流的开关电源，其输入整流滤波环节电路采用单相桥式不可控整流滤波电路，如图1所示。
输入220V交流电，整流后直接接滤波电容，以获得较为平滑的直流电压。
但是此整流滤波电路存在输入功率因数低的缺点，通常电容滤波二极管整流器输入功率因数只能达到0.65左右，而且输入电流的畸变使得整流器输入电流额定值增大，导致效率降低。
由于整流二极管的非线性和滤波电容的储能作用，导致整流二极管只有在输入电压峰值附近的瞬时值大于滤波电容两端的短时间内才导通，其他大部分时间里，二极管被反向偏置而处于截止状态。
这样一来，是输入电流成为一个时间很短、峰值很高的周期性尖峰电流，如图2所示。
图2整流电路输入电压电流仿真图
输入交流电压虽然是正弦的，但输入交流电流波形却严重畸变，呈脉冲状，其结果可以由如图1所示的整流电路的仿真结果得到验证。
从图2可以看出，输入电流发生了严重畸变。
因此，大量应用整流电路，要求电网供给严重畸变的非正弦电流，造成的严重后果是：
谐波电流对电网有危害作用，另外输入端功率因数下降。
为了消除电流谐波和提高功率因数，必须在电路整流后加入功率因数校正电路。
2.2功率因数（PF）
功率因数是电源对电网供电质量的一个重要衡量指标。
根据电路基本理论，功率因数（PowerFactor）定义为有功功率（P）和视在功率（S）的比值，用公式表示为：
式中：
P：
输入有功功率
S：
视在功率
：
电网电流有效值，，其中，，为输入电流各次谐波有效值；
：
输入电压基波有效值
I1：
输入电流基波有效值
：
输入电流的波形畸变因数
：
基波电压和基波电流的位移因数
称为畸变因数，它表示基波电流有效值在总的输入电流有效值中所占的比例。
称为位移因数，它反映了输入电流与输入电压之间的相位差。
功率因数是畸变因数和位移因数的乘积，很显然，当输入电流与输入电压是同频同相的正弦波时，有PF=1。
2.3功率因数和谐波的关系
为了衡量高次谐波对总输入电流的影响，定义总谐波畸变（ToatlHarmonic
Distortion，THD）为:
则与THD的关系为：
，
因此，又可推知得到功率因数的另一表达式：
上式便是功率因数与总谐波畸变之间的关系，必需注意的是，上式的关系仅当输入电压为正弦波，且输入电流的基波与输入电压之间相位差为零时才成立。
2.4改善开关电源功率因数及谐波问题的方法
功率因数校正的一般方法：
1.无源功率因数校正：
利用电感、电容和电阻的组合设计构成的滤波电路，可滤除某一次或多次谐波，最普通易于采用的无源滤波器结构是将电感与电容串联，可对主要次谐波（3、5、7）构成低阻抗旁路；无源滤波器具有结构简单、成本低、运行可靠性较高、EMI小等优点；主要缺点是尺寸、质量大，那一得到接近1的功率因数（一般可提高到0.8-0.9），工作性能与频率、负载变化及输入电压变化有关，电感和电容之间充放电电流较大等。
2.有源功率因数校正:
采用电流反馈，使输入端电流波形跟踪交流输入正弦电压波形，可以使输入端电流波形接近正弦。
从而使输入电流的THD小于10%，功率因数可提高到0.99或更高。
由于这个方案中应用了有源器件，故称之为有源功率因数校正，简称APFC。
它的优点是可以得到较高的输入功率因数；THD小；可在较宽的输入电压范围和宽频带下工作；体积、质量小；输出电压也可保持恒定。
缺点是：
电路复杂、MTBF下降、成本高、EMI高、效率有所降低。
2.5CCMBoost功率因数校正原理
CCMBoostPFC变换器的主电路由单相桥式整流桥和Boost变换器组成。
控制电路包括电压误差放大器VA及基准电压Ur，电流误差放大器CA，乘法器M，PWM比较器和驱动器等。
CCMBoostPFC变换器电路原理图如图3所示。
图3CCMBoostPFC电路控制原理图
图3所示的电路工作原理是：
输入电流即电感电流iL有电流采样电阻Rs检测，将检测到的信号送入电流误差放大器CA中。
乘法器M有两个输入，即Um和Kvindc。
变换器的输出采样电压Vf和基准电压Ur进行比较，其差值通过电压误差放大器VA，VA的输入信号为Um；整流后的输入电压u1的检测值即为Kvindc。
乘法器的输出iMO作为电流反馈控制的基准信号，与电感电流iL的检测信号进行比较，经过电流误差放大器CA放大后，输出控制信号Vc，Vc被锯齿波调制成PWM信号，再由驱动电路控制开关S的导通和关断，从而使整流输入电流iL跟踪整流电压u1的波形，使得电流谐波大为减少，提高了输入端功率因数，由于功率因数校正器同时保持输出电压恒定，使后级DC-DC或DC-AC的电路设计更容易些。
2.6有源功率因数校正控制方法
（1）平均电流型
如ML4832、UC3854，工作频率恒定，采用连续调制模式（
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